Formulation and evaluation of sustained-release pitavastatin-loaded chitosan nanoparticles for enhanced anti-hyperlipidemic activity.

چکیده اصلی

BACKGROUND: Pitavastatin (PVN), a BCS class-II drug, exhibits poor aqueous solubility leading to limited oral bioavailability and therapeutic efficacy. OBJECTIVES: This study aimed to enhance the solubility and anti-hyperlipidemic efficacy of Pitavastatin (PVN) by encapsulating it in chitosan-based polymeric nanoparticles. METHODS: Pitavastatin-loaded chitosan nanoparticles (NPs) were prepared using the ionic gelation method. Formulations were characterized by particle size, zeta potential, drug loading, In-vitro drug release and surface morphology. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TGA and DSC), ex-vivo intestinal permeability and in-vivo pharmacodynamic analysis were also performed. RESULTS: The size of PVN-loaded NP ranged from 219.9±1.11 to 292.7±2.29 nm with PDI 0.2-0.4, surface charge of +28.4 ± 0.43 to 32.5 ± 1.02 mV and entrapment efficiency 65±1.12-93±1.23%. Solubility in different media (PBS (pH 6.8), 0.1N HCl (pH 1.2) and distilled water showed a 56-102-fold increase compared to PVN. SEM analysis revealed a smooth surface and spherical geometry of the NP. FTIR analysis confirmed that there was no physicochemical interaction between PVN and chitosan in NP formulations (NP1-NP5). XRD and thermal analysis indicated the amorphous nature of PVN-loaded NP. In-vitro drug release from NP formulations (NPI-NP5) ranged from 80.97±4.80 to 81±3.90% indicating sustained release, while ex-vivo intestinal permeability was 1.5-fold higher than PVN. The optimized formulation (NP1) followed Higuchi release model, indicating Fickian diffusion. Pharmacodynamic analysis of lipid profiles in hyperlipidemic albino rats suggested that NP1 reduced low-density lipoprotein (LDL) by 33±1.24 %, total cholesterol by 29±2.13% and triglycerides by 23±1.21%, showing better results than PVN. CONCLUSION: Chitosan-based Pitavastatin nanoparticles successfully enhanced drug solubility and provided sustained release, leading to improved ex-vivo permeability and greater in-vivo anti-hyperlipidemic activity in albino rats. This approach represents a promising strategy for enhancing therapeutic potential of Pitavastatin.

ترجمه فارسی چکیده

زمینه: پیوتاواستاتین (PVN)، داروی کلاس BCS-II، حل‌پذیری آبی ضعیفی دارد که منجر به زیست‌فراهمی خوراکی محدود و اثربخشی درمانی می‌شود. اهداف: این مطالعه هدف داشت با کپسوله‌سازی در نانوذرات پلیمری مبتنی بر چیتوسان، حل‌پذیری و اثربخشی ضد هیپرلیپیدمی پیوتاواستاتین (PVN) را افزایش دهد. روش‌ها: نانوذرات چیتوسان حاوی پیوتاواستاتین (NPs) با استفاده از روش ژل‌گیری یونی تهیه شدند. فرمول‌ها با اندازه ذره، پتانسیل زتا، بارگذاری دارو، رهاسازی در vitro و ظاهر سطحی مشخصه‌سازی شدند. طیف‌سنجی فوریه تبدیل مادون قرمز (FTIR)، پراش اشعه ایکس (XRD)، تحلیل حرارتی (TGA و DSC)، نفوذپذیری روده‌ای ex-vivo و آنالیز فارماکودینامیک در vivo نیز انجام شد. نتایج: اندازه NPs حاوی PVN بین 219.9±1.11 تا 292.7±2.29 نانومتر با PDI 0.2-0.4، بار سطحی +28.4 ± 0.43 تا 32.5 ± 1.02 میلی‌ولت و کارایی کپسوله‌سازی 65±1.12-93±1.23% بود. حل‌پذیری در رسانه‌های مختلف (PBS pH 6.8، 0.1N HCl pH 1.2 و آب مقطر) نسبت به PVN افزایش 56-102 برابری را نشان داد. تحلیل SEM نشان‌دهنده سطح صاف و هندسه کروی NPs بود. تحلیل FTIR تأیید کرد که هیچ تعامل فیزیوشیمیایی بین PVN و چیتوسان در فرمول‌های NPs (NP1-NP5) وجود ندارد. XRD و تحلیل حرارتی ماهیت آمورف NPs حاوی PVN را نشان دادند. رهاسازی دارو از فرمول‌های NPs (NPI-NP5) بین 80.97±4.80 تا 81±3.90% ranged، نشان‌دهنده رهاسازی طولانی‌مدت بود، در حالی که نفوذپذیری روده‌ای ex-vivo 1.5 برابر PVN بود. آنالیز فارماکودینامیک پروفایل لیپیدی در موش‌های سفید هیپرلیپیدمی نشان داد که NP1 کلسترول کم‌چگالی (LDL) را 33±1.24%، کلسترول کل را 29±2.13% و تری‌گلیسرید را 23±1.21% کاهش داد، که نتایج بهتری نسبت به PVN را نشان می‌دهد. نتیجه‌گیری: نانوذرات مبتنی بر چیتوسان پیوتاواستاتین به طور موفقیت‌آمیز حل‌پذیری دارو را افزایش داد و رهاسازی طولانی‌مدت را فراهم کرد، که منجر به نفوذپذیری ex-vivo بهبود یافته و فعالیت ضد هیپرلیپیدمی در vivo بیشتر در موش‌های سفید شد. این رویکرد استراتژی امیدوارکننده‌ای برای افزایش پتانسیل درمانی پیوتاواستاتین است.

متن کامل اصلی